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干切削加工的原理和特點

發(fā)布時間:2014-08-11 瀏覽:

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干切削機床是從濕切削機床發(fā)展而來，拋棄了濕切削機床污染環(huán)境的缺點

，必然導(dǎo)致了其整體結(jié)構(gòu)及布局的變化。主要體現(xiàn)在其對機床的隔熱性能

、排屑速度

、吸塵效果和機床的基礎(chǔ)件的三剛性要求等各方面有了更高的要求。

（1）干切削下機床面對的挑戰(zhàn)切削液的主要作用是：冷卻

、潤滑和排屑

。由于沒有切削液，

干切削會產(chǎn)生以下幾種情況：

①切削過程中會產(chǎn)生比濕切削更多的熱量

，而這些熱量主要集中在切屑中

，如不及時地從機床的主體結(jié)構(gòu)中排出

，就會使機床產(chǎn)生嚴重的熱變形

，影響工件的加工精度和機床工作的可靠性。

②在干切削石墨電極等材料時會產(chǎn)生大量粉塵

，如不能及時清除

，會對操作工人的身體健康造成嚴重損害，同時細微顆粒也會侵入絲杠

、軸承等關(guān)鍵部件

，加大機床的磨損以及影響機床的加工精度和可靠性。

③由于沒有切削液的潤滑

，干切削中的切削阻力會大大增加

，相應(yīng)的振動會增加。

（2）干切削機床的特性由于干切削會產(chǎn)生前面所提到的情況

，所以

，干切削機床必須具有良好的散熱、排屑及吸塵裝置和具有良好三剛性的基礎(chǔ)部件

。為了排屑方便

，干切削機床

應(yīng)盡可能采用立式主軸、傾斜式床身

。工作臺四周采用傾斜的隔板

，有助于熱切屑墜入排屑槽中，排屑槽采用隔熱材料

，防止切屑熱量傳給機床部件

，而且排屑槽輸出速度要快。而堆積在機床工作臺和其它支承部件上的熱切屑會造成機床的熱變形

，所以需要一個吹氣系統(tǒng)直接作用在工作臺和夾具上

，加速切屑墜入排屑槽中。由于干切削會在加工區(qū)產(chǎn)生非常高的熱量

，會影響切屑的成型

。過熱的高溫會導(dǎo)致形成帶狀和纏結(jié)狀的切屑，影響加工精度和降低工件表面質(zhì)量

。所以還有必要在加工區(qū)設(shè)置溫度傳感器

，用以監(jiān)控機床溫度場的變化情況

。

為了防止粉塵集聚，在加工區(qū)應(yīng)具有抽風裝置

，將加工產(chǎn)生的粉塵抽出到機床外部的過濾裝

置

，避免污染環(huán)境。機床的基礎(chǔ)件（即立柱

、床身

、工作臺）的靜剛度、動剛度和熱剛度要大

。如床身可采用人造花崗巖等新材料整體制造

，不僅三剛性好，而且減振效果明顯

。

2干切削刀具

干切削由于不使用切削液

，在加工區(qū)會產(chǎn)生比濕切削更多的熱量，同時工件材料的粘性也會加大

。這些因素會大大縮短刀具壽命和降低工件表面質(zhì)量

。所以干切削刀具在干切削過程中具有舉足輕重的地位。干切削刀具材料不僅要有很高的紅硬性和熱韌性

，還必須要有良好的耐磨性

、抗熱沖擊和抗熱粘性。對刀具材料

、涂層技術(shù)

、刀具結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)有更高的要求。

（1）干切削刀具材料

陶瓷刀具（AL2O3

，SI3N4）

、金屬陶瓷（CERAMET）等材料的硬度在高溫下變化不大，具有很好的紅硬性

，因此很適合于一般目的干加工而無須冷卻液

。但是這類材料一般較脆，即熱韌性不好

，故不適用于進行斷續(xù)切削

。也就是說，陶瓷刀具較適用于進行干車削而不適用于干銑削

。立方氮化硼（CBN）

、聚晶金剛石（PCD）、超細晶粒硬質(zhì)合金等各具特點的超硬刀具材料也日益廣泛使用于干切削

。

（2）干切削刀具的涂層技術(shù)

干切削刀具涂層技術(shù)是在刀具的刀體上涂上一層或多層不同性質(zhì)的材料

，從而具有對刀具整體性能的加強和提高的作用。涂層材料的化學穩(wěn)定性好

、紅硬度高

、絕熱性好等優(yōu)點而且能減少刀刃與工件表面的磨擦

，起到潤滑液的作用。刀具涂層技術(shù)發(fā)展迅速

，涂層材料多達15種

，有的刀具在刀體上的涂層多達13層。

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